二自由度紧凑型腱传动关节模块制造技术

本实用新型专利技术公开了二自由度紧凑型腱传动关节模块，包括：十字轴、俯仰控制轮、俯仰摆块、侧摆控制轮、俯仰传动腱、侧摆传动腱、第一支撑臂、第二支撑臂；采用模块化设计，空间紧凑，可灵活应用于机器人关节，尤其是灵巧手的腕部；并且俯仰自由度和侧摆自由度的轴线正交，使空间位置解算更容易，便于控制，而左侧臂俯仰控制轮为中空构造，左侧臂十字轴穿设于其中空部，左侧臂十字轴与左侧臂第一支撑臂和左侧臂第二支撑臂的活动连接部位在俯仰控制轮中空部，使得十字轴与第一支撑臂和第二支撑臂的活动连接部位于俯仰控制轮内，节省了整体空间尺寸。寸。寸。

【技术实现步骤摘要】
二自由度紧凑型腱传动关节模块


[0001]本技术属于机器人的机构领域，具体涉及二自由度紧凑型腱传动关节模块。

技术介绍

[0002]机器人灵巧手是近几十年发展起来的一种高科技自动化生产设备，其通过控制可以准确的在各种环境中完成各种预期的作业，在构造和性能上兼有人和机器各自的优点，体现了人的智能性和适应性，适用于广泛应用至各个领域。然而，灵巧手关节较多、内部结构较复杂，为了保证传动力臂足够大，一些传动件(如动力滑轮或称控制轮)需要做得较大，从而导致整体的质量以及体积难以减小，又进一步导致各个自由度轴线很难做到正交，使不同自由度的运动发生耦合，增加了控制难度，使得控制系统更加复杂。

技术实现思路

[0003]为解决上述问题，本技术提出二自由度紧凑型腱传动关节模块，所述二自由度紧凑型腱传动关节模块采用模块化设计，尺寸紧凑，其俯仰自由度和侧摆自由度轴线正交，使这两个自由度相互解耦，空间位置解算和控制相对简化。
[0004]为了实现上述目的，本技术采用如下技术方案：
[0005]二自由度紧凑型腱传动关节模块，二自由度紧凑型腱传动关节模块，其特征在于，包括：十字轴、俯仰控制轮、俯仰摆块、侧摆控制轮、俯仰传动腱、侧摆传动腱、第一支撑臂、第二支撑臂；
[0006]所述俯仰控制轮固联于所述俯仰摆块内，所述俯仰控制轮为内部中空构造，所述十字轴的纵向轴位于所述俯仰控制轮的内侧，所述十字轴的两个横向轴端与所述俯仰摆块的相应端活动连接，所述第一支撑臂和所述第二支撑臂活动设置在所述十字轴的纵向轴两端处，且所述十字轴与所述第一支撑臂和所述第二支撑臂的活动连接部位于所述俯仰控制轮内；
[0007]所述俯仰传动腱部分缠绕于所述俯仰控制轮，所述俯仰传动腱上至少一点固联于所述俯仰控制轮和/或所述俯仰摆块；
[0008]所述侧摆传动腱部分缠绕于所述侧摆控制轮，所述侧摆传动腱上至少一点固联于所述侧摆控制轮和/或所述十字轴；
[0009]所述侧摆控制轮固联于所述十字轴；
[0010]当动力施加于所述俯仰传动腱，通过所述俯仰控制轮带动所述俯仰摆块进行俯仰运动；
[0011]当动力施加于所述侧摆传动腱，通过所述侧摆控制轮带动所述十字轴、所述俯仰摆块和所述俯仰控制轮整体进行侧摆运动。
[0012]在一种实施例中，所述侧摆控制轮分为左摆控制轮和右摆控制轮，所述左摆控制轮和所述右摆控制轮均为扇状，可以独立加工、安装调试也方便，并且相对于整个周圆节省了空间，所述侧摆传动腱分为两条，分别缠绕并固联于所述左摆控制轮和所述右摆控制轮。
好处是进一步节省空间，加工组装调试容易。
[0013]在一种实施例中，所述左摆控制轮和所述右摆控制轮围绕着所述十字轴的十字交叉点呈中心对称分布。即，所述左摆控制轮和所述右摆控制轮分别位于所述十字轴的上侧和下侧(谁在上、谁在下不限)，如此上、下方的偏心力矩可以相减弱甚至抵消，从而减少传动带来的偏心力矩。
[0014]在一个实施例中，所述俯仰摆块包括左侧臂、右侧臂及两端分别与所述左侧臂、右侧臂相连的基准板，所述基准板的中部位于所述十字轴的一侧设有供所述俯仰控制轮置入的安装接口，所述左侧臂和所述右侧臂铰接于所述十字轴的两个横向轴端。
[0015]在一种实施例中，所述俯仰控制轮具有若干导线槽，所述俯仰传动腱与所述导线槽一一对应设置，各所述俯仰传动腱部分缠绕在相应所述导线槽，并分别与所述俯仰控制轮或所述俯仰摆块各有至少1个腱固定点。这样设置好处在于，俯仰运动的线性传动区间可以超过正负90
°
。
[0016]在一种实施例中，所述十字轴固联有腱鞘支架，所述腱鞘支架用于引导俯仰传动腱的腱鞘，所述腱鞘支架能够随所述十字轴进行侧摆运动。
[0017]在一种实施例中，所述俯仰摆块的所述左侧臂和所述右侧臂与所述十字轴的两个横向轴端活动连接处安装有轴承。其中，该活动连接方式为铰接，而每个铰接处可安装两个轴承，例如，采用深沟球轴承进行径向卸荷，以及采用推力轴承进行轴向卸荷。
[0018]在一种实施例中，所述十字轴的两个纵向轴端与所述第一支撑臂和所述第二支撑臂的活动连接处安装有轴承。每个活动连接处可安装两个轴承，例如，采用深沟球轴承进行径向卸荷，以及采用推力轴承进行轴向卸荷。
[0019]在一种实施例中，所述俯仰摆块的所述左侧臂、所述右侧臂、所述基准板为独立零件，组装构成所述俯仰摆块，便于加工组装调试。
[0020]在一种实施例中，所述左侧臂和/或所述右侧臂具有至少一个调心装置，用于调整组装间隙，压紧轴承。例如，可在所述基准板的左侧边和/或右侧边(配有螺纹孔)安装紧定螺钉，旋紧紧定螺钉，即可将所述左侧臂和/或所述右侧臂向所述十字轴压紧，从而使它们之间的轴承压紧、调心。
[0021]在一种实施例中，所述第一支撑臂和/或所述第二支撑臂具有至少一个调心装置，用于调整组装间隙。
[0022]在一种实施例中，所述左侧臂和/或所述右侧臂与所述十字轴铰接处安装有俯仰角度传感器。
[0023]在一种实施例中，所述第一支撑臂和/或所述第二支撑臂与所述十字轴铰接处安装有侧摆角度传感器。
[0024]在一种实施例中，所述俯仰角度传感器和/或侧摆角度传感器可由传感器盖实现紧固，所述传感器盖还可提供防水和/或防尘和/或防辐射和/或防腐蚀的保护。
[0025]在一种实施例中，所述第一支撑臂和/或所述第二支撑臂与基座联接，所述基座安装有传动滑轮组件，用于引导所述俯仰传动腱和/或所述侧摆传动腱。
[0026]在一种实施例中，所述俯仰传动腱和/或所述侧摆传动腱安装有腱力传感器，用于测量腱上的拉力。
[0027]在一种实施例中，所述基准板与灵巧手的手掌部分联接，所述基座与小臂模组或
机械臂联接。
[0028]在一种实施例中，所述二自由度紧凑型腱传动关节模块可由柔性套包覆；例如，所述柔性套可采用橡胶、硅橡胶等材料制成；所述柔性套可起到防水、防尘、防腐蚀等保护效果；所述柔性套可添加涂层(例如含氟材料)。
[0029]本技术的有益效果为：所述二自由度紧凑型腱传动关节模块采用模块化设计，空间紧凑，可灵活应用于机器人关节(尤其是灵巧手的腕部)；其十字轴的使用令俯仰自由度和侧摆自由度的轴线正交，使俯仰运动与侧摆运动相对解耦，其空间位置方便确定，从而使机器人(尤其是灵巧手)的空间位置解算更容易，便于控制；俯仰控制轮为中空构造，节省了整体尺寸；左摆控制轮和右摆控制轮为扇形且分开构造，加工组装调试容易，而且其一上一下安装可减少传动力带来的偏心力矩。
附图说明
[0030]为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
[0031]图1为本技术提供的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.二自由度紧凑型腱传动关节模块，其特征在于，包括：十字轴、俯仰控制轮、俯仰摆块、侧摆控制轮、俯仰传动腱、侧摆传动腱、第一支撑臂、第二支撑臂；所述俯仰控制轮固联于所述俯仰摆块内，所述俯仰控制轮为内部中空构造，所述十字轴的纵向轴位于所述俯仰控制轮的内侧，所述十字轴的两个横向轴端与所述俯仰摆块的相应端活动连接，所述第一支撑臂和所述第二支撑臂活动设置在所述十字轴的纵向轴两端处，且所述十字轴与所述第一支撑臂和所述第二支撑臂的活动连接部位于所述俯仰控制轮内；所述俯仰传动腱部分缠绕于所述俯仰控制轮，所述俯仰传动腱上至少一点固联于所述俯仰控制轮和/或所述俯仰摆块；所述侧摆传动腱部分缠绕于所述侧摆控制轮，所述侧摆传动腱上至少一点固联于所述侧摆控制轮和/或所述十字轴；所述侧摆控制轮固联于所述十字轴；当动力施加于所述俯仰传动腱，通过所述俯仰控制轮带动所述俯仰摆块进行俯仰运动；当动力施加于所述侧摆传动腱，通过所述侧摆控制轮带动所述十字轴、所述俯仰摆块和所述俯仰控制轮整体进行侧摆运动。2.根据权利要求1所述的二自由度紧凑型腱传动关节模块，其特征在于，所述侧摆控制轮分为左摆控制轮和右摆控制轮，所述左摆控制轮和所述右摆控制轮均为扇状，所述侧摆传动腱分为两条，分别缠绕并固联于所述左摆控制轮和所述右摆控制轮。3.根据权利要求2所述的二自由度紧凑型腱传动关节模块，其特征在于，所述左摆控制轮和所述右摆控制轮围绕着所述十字轴的十字交叉点呈中心对称分布。4.根据权利要求1所述的二自由度紧凑型腱传动关节模块，其特征在于，所述俯仰摆块包括左侧臂、右侧臂及两端分别与所述左侧臂、右侧臂相连的基准板，所述基准板的中部...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘寅，任化龙，
申请(专利权)人：深圳忆海原识科技有限公司，
类型：新型
国别省市：